Alessandra Buonanno jest dyrektorem Instytutu Fizyki Grawitacyjnej Maxa Plancka w Poczdamie-Golm. Stąd podstawowa analiza sygnałów fali grawitacyjnej zderzających się czarnych dziur. (Zdjęcie: S. Döring / MPG)
Czytaj na głos Po raz drugi detektor LIGO wykrył fale grawitacyjne: 26 grudnia 2015 r. Dwie czarne dziury zderzyły się ze sobą w odległości około 1, 4 miliarda lat świetlnych i połączyły się. Mieli masę około 14 i 8 razy większą niż słońce. Energia została uwolniona przez masę Słońca. Rüdiger Vaas, redaktor Bdw Astronomy, przeprowadził wywiad z Alessandrą Buonanno, dyrektorem Instytutu Fizyki Grawitacyjnej im. Maxa Plancka w Poczdamie-Golm.

wissenschaft.de: Gratulujemy nowego odkrycia! Czy na niebie istnieje również elektromagnetyczny odpowiednik sygnału fali grawitacyjnej? Na przykład, czy mierzono dodatkowe promienie X lub gamma?
Alessandra Buonanno: Lokalizacja na niebie nie jest zbyt dokładna. Obserwowano pole elektromagnetyczne, ale szansa zobaczenia czegoś nie była duża.

Z jaką precyzją i pod jakim względem nowa teoria względności została ponownie przetestowana przez nowy sygnał GW151226?
Sygnał przepływał przez pasmo częstotliwości detektorów LIGO przez sekundę i zmierzyliśmy 55 cykli fal grawitacyjnych - w poprzednim sygnale GW150914 było tylko dziesięć cykli. Dane pozwalają dokładniej przyjrzeć się możliwym naruszeniom ogólnej teorii względności. Nie znaleźliśmy jednak żadnych różnic. Ogólna teoria względności została ponownie potwierdzona przez latające kolory!

Czym różni się test od poprzedniego?
Przeprowadziliśmy takie same testy jak poprzednio z GW150914. Ale ponieważ nowy sygnał trwał dłużej, możemy teraz określić dokładniejsze limity.

Czy są lepsze dane dla możliwej masy grawitonu? Pierwszy pomiar LIGO był już w stanie ustalić górną granicę dla tych spekulacyjnych grawitacyjnych cząstek transmisyjnych: tylko 10 -22 woltów elektronów podzielonych przez kwadrat prędkości światła - co znacznie przekracza poprzednie granice przez pomiary w Układzie Słonecznym.
Przeprowadziliśmy tę samą analizę, co w przypadku GW150914, ale nie znaleźliśmy lepszych limitów. pokaz

Jak czułe są filtry i algorytmy LIGO? Czy można przeoczyć sygnały, które pochodzą z fal grawitacyjnych, jeśli nie zachowywałyby się zgodnie z ogólną teorią względności - czy mogłyby istnieć, że tak powiem, „ślepe łaty teoretyczne”?
Nie oczekujemy, że sygnał będzie bardzo różnił się od prognoz względności - pod względem tego, co obecnie wiemy o możliwych naruszeniach ogólnej teorii względności w reżimie silnych pól grawitacyjnych, które możemy przetestować pod kątem zderzeń czarnych dziur. Gdyby inna teoria grawitacji była poprawna, nie przeoczymy sygnału. Ponadto korzystamy nie tylko z analizy dopasowanego filtra. Dodatkowo analizujemy dane niezależnie od modelu, dlatego też wyszukujemy bez filtrów. Ta strategia wyszukiwania pozwala nam wyszukiwać nieznane.

Analiza danych zasadniczo opiera się na pracy nad symulacją fal. W jakim stopniu symulacje lub teoretyczne zrozumienie procesów są obecnie ulepszane przez pomiary? A może jest to droga jednokierunkowa od teorii do eksperymentu?
W tej chwili, jeśli chodzi o pierwsze dwa odkrycia, wciąż jest to ulica jednokierunkowa. Ale nie mogę się doczekać czasu, kiedy poprzez te pomiary dowiemy się czegoś nowego o teorii. Może się to zdarzyć, jeśli znajdziemy odchylenia od ogólnej teorii względności lub odkrywamy fale grawitacyjne z układów podwójnych gwiazd neutronowych. Nie wiemy dokładnie, jakie jest jądro gwiazdy neutronowej, gdzie gęstość jest wyjątkowo wysoka. Istnieją różne modele, a LIGO powie nam, jaka jest prawda!

Czy chciałbyś podkreślić coś, na co media nie zwracają wystarczającej uwagi?
Mam nadzieję, że ludzie zdają sobie sprawę, jak spektakularne jest to, co obserwujemy z LIGO. I że zgadzają się ze mną: nauczenie się czegoś o naszym wszechświecie przy użyciu praw fizyki fundamentalnej i grawitacji jest czymś, czego nie powinniśmy przegapić w naszym życiu!

Dziękuję bardzo za rozmowę.

Pytania zadał Rüdiger Vaas.

© science.de - Rüdiger Vaas
Zalecane Wybór Redakcji